Amorphisierung und Spannungsabbau in Silizidfilmen unter Ionenbeschuß

Hardtke, C.

Book/Report

FZJ-2018-03725

Amorphisierung und Spannungsabbau in Silizidfilmen unter Ionenbeschuß

Hardtke, C. (Corresponding author)FZJ*

1992
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag, Berichte des Forschungszentrums Jülich 2575, 119 p. (1992)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19112

Report No.: Juel-2575

Abstract: In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß von Germaniumionen- Beschuß auf Mikrostruktur und innere Spannungen in dünnen TaSi$_{2}$- und MoSi$_{2}$- Filmen untersucht. Die Silizid- Filme wurden durch Sputtern und anschließender Formierung unter Ultrahochvakuum in einer Festkörperreaktion bei 1170 K erzeugt. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen von Film und Substrat standen die Filme nach Abkühlen auf Raumtemperatur unter Zugspannungen zwischen 1 GPa und 2 GPa. Zur Untersuchung des Einfluges der Bestrahlung wurde in situ das Verhalten des elektrischen Widerstandes und der inneren Spannungen (aus den Substratekrümmungen) als Funktion der Dosis bei verschiedenen Bestrahlungstemperaturen bestimmt. Bei Raumtemperatur zeigte der Widerstand der TaSi$_{2}$- Filme zunächst einen linearen Anstieg mit der Dosis, der zwischen 0,4 und 0,6 dpa in einen Sättigungswert einbog. Das Spannungsverhalten bei Raumtemperatur war zu Beginn der Bestrahlungen durch eine sehr rasche Relaxation der Anfangszugspannungen und dem nachfolgenden Aufbau von Druckspannungen geprägt. Diese erreichten bei ca. 0,1 dpa ihr Maximum von -0,5 GPa bis -1 GPa, um dann mit weiterer Bestrahlung auf einen Sättigungswert zwischen -0,1 GPa und -0,3 GPa zurückzugehen. Röntgenstrukturanalysen haben ergeben, daß die Silizide durch die Bestrahlung bei Raumtemperatur amorphisiert wurden. Bis zum Duckspannungsmaximum lagen in den Filmen kristalline und amorphe Volumenbruchteile nebeneinander vor, in der Sättigung oberhalb von 1 dpa war der gesamte Film amorph. Das Widerstandsverhalten bei höheren Bestrahlungstemperaturen ab 403 K war qualitativ vom selben Typ wie bei Raumtemperaturbestrahlung, allerdings mit verminderten Anstiegsraten und Sättigungswerten. Das Spannungsverhalten bei höheren Bestrahlungstemperaturen zeigt ab 403 K keine Überhöhung der Druckspannung mehr, stattdessen wurde ein asymptotenartiger Abfall der Spannung vom Anfangswert auf Werte von -0,1 bis -0.2 GPa beobachtet. Die Röntgenanalysen zeigen einen mit zunehmender Bestrahlungstemperatur sinkenden Anteil des amorphen Volumenbruchteils. Bei 673 K Bestrahlungstemperatur sank der amorpher Bruchteil unter die röntgenographische Nachweisgrenze. Weder bei Raumtemperatur noch bei den höheren Bestrahlungstemperaturen konnte aus der Auswertung der Überstruktur- und Fundamentalreflexe eine signifikante chemische Entordnung [...]

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